1.6.2.1 Vài nét về cây lạc
Lạc (danh pháp khoa học: Arachis hypogaea ) hay còn gọi là đậu phộng
hay đậu phụng, là một loài cây thực phẩm thuộc họ Đậu có nguồn gốc tại Trung và Nam Mỹ. Trong số các loại cây có dầu ngắn ngày, cây lạc đứng thứ hai sau đậu tương về diện tích cũng như sản lượng. Ở Việt Nam, hiện nay lạc là một trong các mặt hàng nông sản xuất khẩu quan trọng, đem lại thu nhập nhanh cho nông dân và là nguồn thu ngoại tệ cho đất nước. Toàn bộ diện tích trồng lạc trong năm 2011 ước tính đến 50.000 ha [11].
Một số đặc điểm về cây lạc: - Rễ: rễ chùm.
- Thân: thân thảo, cao từ 3-50 cm.
- Lá: Lá mọc đối, kép hình lông chim với bốn lá chét, kích thước lá chét dài 1-7 cm và rộng 1-3 cm.
- Hoa: Hoa dạng hoa đậu điển hình màu vàng có điểm gân đỏ, cuống
hoa dài 2-4 cm.
- Quả: Sau khi thụ phấn, quả phát triển thành một dạng quả đậu dài 3-7
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Lạc là cây thực phẩm rất giàu năng lượng vì hạt lạc chứa 32-55% lipit,16-34% protein, 13,3% gluxit, các axit amin, canxi, phốt pho, sắt,... Theo nghiên cứu, các chất trong hạt lạc có tác dụng phòng ngừa lão hoá phòng ngừa bệnh xơ cứng động mạch và bệnh ở mạch vành tim, thúc đẩy tế bào não phát triển, giúp phát triển trí tuệ của trẻ em, làm giảm cholesterol trong máu, Màng bọc ngoài (vỏ lụa) của nhân lạc có tác dụng cầm máu tốt. Trong vỏ cứng của củ lạc có chất luteolin có tác dụng hạ huyết áp, hạ mỡ máu, ngăn chặn sỏi mật, tăng cường trí nhớ và sức khỏe não, Chất teta-sitoserol (Sit) có trong dầu lạc có tác dụng chống lại bệnh ung thư bằng cách ngăn chặn sự phát triển của các tế bào.
Cây lạc được trồng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới: Ấn Độ, Trung Quốc, Mỹ…Châu Á đứng đầu thế giới cả về diện tích và sản lượng (chiếm 60% diện tích trồng và 70% sản lượng của thế giới)
1.6.2.2. Giới thiệu về protein, proteaza và α-amilaza
* Protein: là các polime có khối lượng phân tử lớn, chủ yếu bao gồm các L-amino axit kết hợp với nhau qua liên kết peptit. Protein là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sinh vật nhưng lại có tính đặc thù cao cho loài, từng cá thể của cùng một loài, từng cơ quan, mô của cùng một cá thể. Protein rất đa dạng về cấu trúc và chức năng, là nền tảng về cấu trúc và chức năng của cơ thể sống. Có thể kể đến một số chức năng quan trọng của protein như: xúc tác, vận tải chuyển động, bảo vệ, truyền xung thần kinh, điều hòa, kiến tạo chống đỡ cơ học, dự trữ năng lượng…
Tất cả các protein đều chứa các nguyên tố C, H, O, N, một số còn có một lượng nhỏ S. Ngoài các nguyên tố trên, protein còn chứa một lượng rất ít các nguyên tố khác như P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca, … . [4].
*Proteaza: (peptit – hidrolaza 3.4) xúc tác quá trình thủy phân liên kết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
là các axit amin. Ngoài ra, nhiều proteaza cũng có khả năng thủy phân liên kết este và vận chuyển axit amin.
Proteaza cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, virut) đến thực vật (đu đủ, dứa…) và động vật (gan, dạ dày bê…). Trong cơ thể, các proteaza đảm nhiệm nhiều chức năng sinh lý như: hoạt hóa zymogen, đông máu và phân hủy sợi fibrin của cục máu đông, giải phóng hormon và các peptit có hoạt tính sinh học từ các tiền chất, vận chuyển protein qua màng…Ngoài ra, các proteaza có thể hoạt động như các yếu tố phát triển của cả tế bào ác tính và tế bào bình thường đó là tăng sự phân chia tế bào, sinh tổng hợp ADN…[2]
* α-amilaza: Được tìm thấy trong hạt cây một và hai lá mầm, được chia thành 2 loại: α- amilaza và β-amilaza. Cơ chất của chúng là tinh bột và oligosacharide.
α -amilaza thuộc nhóm hiđrolase có trong cơ thể động vật (nước bọt, tụy tạng), thực vật (hạt hoà thảo nảy mầm), nấm mốc, vi khuẩn. α- amilaza phân giải các liên kết 1,4- glicozit ở giữa chuỗi mạch polisaccazit tạo thành các đextrin phân tử thấp. Do đó dưới tác dụng của enzim này làm dung dịch tinh bột nhanh chóng bắt màu với dung dịch iốt và bị giảm độ nhớt mạnh, ion canxi có tác dụng làm bền cấu trúc không gian của phân tử enzim. α - amilaza tương đối bền với nhiệt hơn so với các amilaza khác và kém bền với các axit .
Trong đề tài này, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của phức chất tổng hợp được đến hàm lượng protein, proteaza và α - amilaza
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 2
THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 2.1. Hóa chất và thiết bị
2.1.1. Hóa chất
2.1.1.1. Dung dịch đệm pH = 4,2 (CH3COONH4, CH3COOH)
Lấy 3,99ml CH3COOH 60,05%, d=1,05 g/ml hòa tan vào 150ml nước
cất hai lần trong bình định mức 250ml. Lấy 0,5ml NH3 25%, d=0,88 g/ml hòa tan trong 40ml nước cất hai lần rồi cho vào bình định mức trên, thêm nước cất hai lần đến vạch định mức ta được dung dịch đệm có pH = 4,2 (kiểm tra lại bằng máy đo pH).
2.1.1.2. Dung dịch asenazo (III) 0,1%
Cân một lượng chính xác asenazo (III) trên cân điện tử 4 số. Dùng nước cất hai lần hòa tan sơ bộ, nhỏ từng giọt Na2CO3 0,1% cho đến khi
dung dịch có màu xanh tím. Đun nóng hỗn hợp ở 60oC, tiếp theo nhỏ từng
giọt axit HCl loãng cho đến khi dung dịch có màu tím đỏ và định mức đến thể tích cần thiết [6].
2.1.1.3. Dung dịch DTPA 10-3M ( đietylen triamin pentaaxetic)
Cân lượng chính xác DTPA (M=393,35 g.mol-1) trên cân điện tử 4 số,
hòa tan bằng nước cất hai lần, định mức đến thể tích cần thiết.
2.1.1.4. Dung dịch LnCl3 10-2M (Ln: Gd, Tb, Dy)
Các dung dịch này được điều chế từ các oxit tương ứng như sau: cân chính xác một lượng oxit Gd2O3, Tb2O3, Dy2O3, theo tính toán trên cân điện tử 4 số, hòa tan bằng dung dịch axit HCl 1N (được pha từ ống chuẩn). Cô cạn trên bếp cách thủy ở 80oC, sau đó hòa tan bằng nước cất hai lần và định mức đến thể tích xác định. Dùng phương pháp chuẩn độ complexon với chất chuẩn
là DTPA 10-3M, thuốc thử asenazo (III) 0,1%, đệm pH = 4,2 để xác định lại
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.1.5. Dung dịch L - tyrosin 10-3
M
Cân chính xác lượng L - tyrosin trên cân điện tử 4 số, sau đó hòa tan và định mức bằng nước cất hai lần đến thể tích cần thiết.
2.1.1.6 . Dung dịch LiOH 0,1M
Cân chính xác lượng LiOH trên cân điện tử 4 số, hòa tan và định mức bằng nước cất hai lần đến thể tích cần thiết.
2.1.1.7. Dung dịch DMSO (đimetyl sunphoxit) 10-3
M
Lấy một thể tích xác định dung dich DMSO 98%, hòa tan và định mức bằng nước cất hai lần đến thể tích cần thiết.
2.1.1.8.Thuốc thử Folin-Xiocanto
Chuẩn bị bình cầu đáy tròn 1 lít có lắp ống sinh hàn ngược: 700ml nước cất, 100 g Na2W2O4.2H2O (natrivonframat) và 25 g Na2Mo2O4.2H2O
(natrimolipdat), 50ml dung dịch axit H3PO4 85%, 100ml dung dịch HCl đặc.
Lắp ống sinh hàn ngược vào bình đun sôi trong 10 giờ, sau đó thêm 150g Li2SO4.2H2O, 50ml nước cất và 5 giọt Br2, lắc đều tiếp tục đun 15phút không có ống sinh hàn để loại Br2 thừa. Làm lạnh và thêm nước cất đến 1 lít thu được dung dịch Folin – Xiocanto có màu vàng, bảo quản dung dịch trong lọ màu có nút nhám [3 ].
2.1.1.9 Một số hóa chất khác
Dung dịch tyrosin 1μmol/ml. Dung dịch NaCl 0,1%.
Dung dịch axit tricloaxetic 5%. Dung dịch tinh bột 1%.
Dung dịch axit sunfosalisilic 20%. Dung dịch Na2CO3 6%.
Dung dịch CuSO4 0,5%. Dung dịch iôt 0,3%.
Dung dịch NaKC4H4O6 0,1%. Dung dịch HCl 0,2N.
Dung dịch Na2CO3 2% trong NaOH 0,1N.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.1.2. Thiết bị
Máy quang phổ hồng ngoại Mangna IR 760 Spectrometer ESP Nicinet (Mỹ). Máy phân tích nhiệt DTG – 60H Shimazu (Nhật).
Máy đo độ dẫn điện FIGURE 7 (Mỹ).
Máy phân tích nguyên tố Analytik Jena AG, Customer Service, Konrad – zuse – str.1, 07745 Jena (Đức).
Kính hiển vi kỹ thuật số Pro way optics electronics (Trung Quốc). Ngoài ra còn sử dụng các thiết bị và dụng cụ khác:
Cân điện tử 4 số PRECISA XT 120A. Máy pH Presica 900 (Thụy Sĩ).
Máy khuấy từ IKA Labortechnik (Đức). Tủ sấy (Ba Lan).
Lò nung (Trung Quốc).
Bếp cách thủy có rơle tự ngắt, Bình hút ẩm. Bình định mức, pipet, buret,…
2.2. Tổng hợp các phức chất rắn và xác định thành phần của chúng
2.2.1. Tổng hợp các phức chất rắn
Phức chất của đất hiếm với L - tyrosin được tổng hợp theo tài liệu [15]. Hòa tan L - tyrosin (0,543g, 3mmol) và LiOH.H2O (0,126g, 3mmol) trong nước và dung dịch này được đun nóng trên bếp cách thủy ở 70o
C trong khoảng thời gian 20 phút. Thêm dung dịch muối LnCl3 (1mmol) vào dung
dịch Tyr-LiOH.H2O. Phản ứng xảy ra ngay tức thời, nhưng vẫn tiếp tục khuấy
hỗn hợp trên bếp khuấy từ ở nhiệt độ 50oC trong khoảng thời gian 15 phút.
Phức chất rắn được lọc rửa bằng nước cất nóng và làm khô trong bình hút ẩm.
Phức chất không có màu, tan trong DMSO, (Ln3+
: Gd3+, Tb3+, Dy3+ ) [14].
2.2.2. Xác định thành phần của phức chất
2.2.2.1. Xác định hàm lượng (%) NTĐH
Việc xác định hàm lượng của đất hiếm trong phức chất được tiến hành
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
để chuyển hết về dạng oxit (Ln2O3), hòa tan oxit bằng axit HCl 1N, cô cạn trên bếp cách thủy ở 80oC để đuổi hết axit dư, tiếp tục hòa tan bằng nước cất hai lần và định mức đến thể tích nhất định. Sử dụng phương pháp chuẩn độ complexon để xác định hàm lượng ion Ln3+ trong dung dịch, với chất chuẩn là DTPA 10-3M, thuốc thử asenazo (III) 0,1%, đệm pH = 4,2. Hàm lượng đất hiếm được tính theo công thức sau:
%Ln = a V M V C VDTPA DTPA Ln . 100 . . . . 2 1
Trong đó: %Ln: khối lượng của đất hiếm trong phức chất CDTPA: nồng độ của dung dịch chuẩn DTPA (M) VDTPA: thể tích của DTPA đã chuẩn độ (ml)
V1: thể tích dung dịch muối LnCl3 đã định mức (ml) V2: thể tích dung dịch muối LnCl3 đem chuẩn độ (ml) a: khối lượng phức chất đem nung (mg)
2.2.2.2. Xác định hàm lượng (%) cacbon, nitơ
Hàm lượng (%) cacbon, nitơ trong phức chất được phân tích trên máy phân tích nguyên tố Analytik Jena AG, Customer Service, Konrad – zuse – str.1, 07745 Jena (Đức).
Các số liệu phân tích thành phần phức rắn được trình bày trong bảng 2.1
Bảng 2.1. Kết quả phân tích thành phần (%) các nguyên tố (Ln, C, N) của phức chất Công thức giả thiết Khối lƣợng phân tử Ln C N LT TN LT LT TN Gd(Tyr)3.3H2O 754,87 20,83 20,36 42,96 42,25 5,57 5,22 Tb(Tyr)3.3H2O 756,54 21,01 20,25 42,86 42,09 5,55 5,18 Dy(Tyr)3.3H2O 760,12 21,38 20,67 42,66 41,82 5,53 5,04
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Nhận xét: Kết quả phân tích thực nghiệm và lí thuyết thành phần (%) các NTĐH, cacbon, nitơ của các phức chất rắn có sự khác nhau không nhiều. Từ đó sơ bộ kết luận rằng công thức giả thiết của phức chất là phù hợp, riêng hàm lượng nước (số phân tử) xác định bằng thực nghiệm theo phương pháp phân tích nhiệt.
2.3. Nghiên cứu các phức chất bằng phƣơng pháp phân tích nhiệt
Giản đồ phân tích nhiệt của các phức chất Gd, Tb, Dy với L - tyrosin được ghi trên máy phân tích nhiệt DTG – 60H shimazu của Nhật ( khoa Hoá học- Trường đại học sư phạm I Hà Nội). Tốc độ nâng nhiệt là 5o
C/phút trong môi trường không khí, khoảng nhiệt độ từ 30oC đến 900o
C.
Kết quả phân tích giản đồ nhiệt của các phức chất Ln3+
-Tyr được trình bày trên hình 2.1, 2.2, 2.3 và bảng 2.2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.2. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Tb(Tyr)3.3H2O
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 2.2. Kết quả phân tích giản đồ nhiệt của các phức chất
Phức chất
Hiệu ứng thu nhiệt Hiệu ứng tỏa nhiệt
Dự đoán cấu tử tách ra hoặc phân huỷ Dự đoán sản phẩm cuối cùng t0 (pic) Độ giảm khối lƣợng (%) t0 (pic) Độ giảm khối lƣợng (%) LT TN LT TN Gd(Tyr)3.3H2O 88,53 7,160 - - 7,814 - - - 266,76 416,50 - - - - 20,460 38,895 3H2O - - - - - - Gd2O3 Tb(Tyr)3.3H2O 86,60 7,143 - - 6,889 - - - 268,32 432,04 - - - 21,297 39,997 3H2O - - - - - - Tb2O3 Dy(Tyr)3.3H2O 82,16 7,110 - - 6,170 - - - 261,22 442,48 - - - 23,215 41,515 3H2O - - - - - - Dy2O3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trên giản đồ phân tích nhiệt (đường DTA) của các phức chất, chúng tôi nhận thấy:
Phức Gd(Tyr)3.3H2O (hình 2.1) có một hiệu ứng thu nhiệt tại 88,53o
C và hai hiệu ứng tỏa nhiệt tại 266,76o
C và 416,50oC.
Phức Tb(Tyr)3.3H2O (hình 2.2) có một hiệu ứng thu nhiệt tại 86,60oC và hai hiệu ứng tỏa nhiệt tại 268,32o
C và 432,04oC.
Phức Dy(Tyr)3.3H2O (hình 2.3) có một hiệu ứng thu nhiệt tại 82,16o
C và hai hiệu ứng tỏa nhiệt tại 261,22oC và 442,48oC.
Nhìn chung giản đồ phân tích nhiệt của các phức chất có dạng giống nhau, chứng tỏ các phức chất có cấu trúc tương tự nhau.
Khi tính toán độ giảm khối lượng TGA (hình 2.1, 2.2, 2.3 ) thấy rằng: ở hiệu ứng thu nhiệt có xấp xỉ ba phân tử nước tách ra đối với phức của Gd, Tb, Dy. Nhiệt độ tách nước này trong mỗi phức chất (từ 82,16oC đến 88,53o
C) thuộc khoảng tách nước kết tinh của hợp chất, từ đó chúng tôi kết luận rằng phân tử nước của phức chất là nước kết tinh. Các hiệu ứng tỏa nhiệt (từ 261,22oC đến 442,48oC) ứng với quá trình cháy và phân hủy tuần tự các thành phần của phức chất. Ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của hiệu ứng toả nhiệt thứ hai đối với mỗi phức chất thì độ giảm khối lượng của chúng không đáng kể, chúng tôi giả thiết giả thiết có sự hình thành các oxit đất hiếm tương ứng Ln2O3 (Ln: Gd, Tb, Dy)[17]. Nhiệt độ phân hủy các thành phần của phức chất không cao lắm nên chúng tôi cho rằng các phức chất tổng hợp được là kém bền nhiệt.
2.4. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại
Phổ hấp thụ hồng ngoại của L - tyrosin và các phức chất được ghi trên máy quang phổ hồng ngoại Mangna IR 760 Spectrometer ESP Nicinet của Mỹ (Viện hoá học - Viện khoa học công nghệ Việt Nam), trong vùng tần số từ 400 ÷ 4000 cm-1, các mẫu được trộn đều, nghiền nhỏ và ép viên với KBr. Sự gán ghép các dải hấp thụ trong các phổ dựa theo tài liệu [17]. Kết quả phổ hấp thụ hồng ngoại của L - tyrosin và các phức chất được trình bày trên hình 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 và bảng 2.3.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.4. Phổ hấp thụ hồng ngoại của L - tyrosin